第5章-显示器、开关、键盘接口设计.ppt

【第5章-显示器、开关、键盘接口设计】 在单片机系统中，与外部设备的接口设计是非常关键的一部分，本章主要介绍了单片机如何与显示器（发光二极管）、开关和键盘进行通信和控制。以下是相关知识点的详细解释： 1. **单片机控制发光二极管显示** 发光二极管（LED）通常用于指示系统工作状态或装饰用途。工作电流一般在1~5mA，内阻约20~100Ω。为了保护LED并降低功耗，需要添加限流电阻，对于+5V电源，可以选择1~3kΩ的电阻。在P0口，当高电平时提供400µA的拉电流，低电平时提供3.2mA的灌电流，而P1~P3口的驱动能力相对较弱，高电平时只能提供几百µA的拉电流。如果需要增强驱动能力，可以采用低电平输出或者加入驱动电路，如74LS04、74LS244等。 2. **单片机与发光二极管的连接** P0口是漏极开路结构，需要外接上拉电阻。P1~P3口内部已有30kΩ左右的上拉电阻，但直接驱动LED的能力不如P0口。连接LED时，单片机的并行端口可以直接驱动，如图5-1所示，但要注意根据端口电平的不同，选择合适的驱动方式。 3. **I/O端口的编程** 单片机的I/O端口（如P0~P3）是与外设交互的重要通道。通过读取端口状态或向端口发送数据来控制外设。在C51编程中，需要包含`reg51.h`头文件来声明特殊功能寄存器。例如，以下代码展示了如何使用C51控制P1口的LED流水灯： ```c #include <reg51.h> #include <intrins.h> void delay(uint i); void main() { P1 = 0xfe; // 初始化P1口 while(1) { delay(500); // 延时 P1 = _crol_(P1, 1); // 左移P1数据 } } void delay(uint i) { // 延时函数 } ``` 在这个例子中，`_crol_`函数用于循环左移数据，实现LED流水效果。 4. **循环移位函数** C51库提供了循环移位函数，如`_crol_`（循环左移）和`_cror_`（循环右移）。这些函数用于对数据进行位操作，例如在例5-1中，`_crol_(P1, 1)`将P1口的数据左移一位，实现LED的逐个点亮。 5. **扩展应用：流水灯控制** 对于例5-2，我们可以扩展实现由上至下再由下至上的反复循环点亮的流水灯，方法之一是使用字符型数组存储LED显示数据，然后按顺序送入P1口。例如，创建一个包含所有LED状态的数组，通过改变数组元素并将其发送到P1口，可以实现不同模式的流水灯效果。 通过以上内容，我们了解到单片机如何与LED显示器、开关和键盘进行接口设计，并掌握了基本的编程控制方法。这在嵌入式系统开发中是至关重要的技能，能够帮助我们构建各种实用的控制系统。